螺旋桨桨叶迎角 为什么直升机要有两个螺旋桨?
为什么直升机要有两个螺旋桨?
直升机之所以需要两个螺旋桨是因为它们有不同的功能。大型螺旋桨提供升力并负责升力。小螺旋桨克服了直升机的旋转,为机身提供了稳定性。
直升机为什么必须有后面的小螺旋桨?
直升机后面的小螺旋桨叫尾桨,用来抵消主旋翼的旋转力矩。没有它,直升机就会原地旋转,这就是全称的扭转螺旋桨。平衡旋翼反力矩、稳定和控制航向是单旋翼直升机的重要组成部分。
原因很简单,当直升机旋翼旋转做功时,它会对电机施加反作用力(扭矩),使电机反向旋转。这就是为什么今天的直升机都配备了尾桨,它可以横向施加一个力来抵消反作用力,保持直升机机身的稳定性。
早期的尾桨桨叶多为木质,60年代以后的尾桨桨叶多为金属或复合材料,实用的尾桨型式有跷跷板式、铰接式、万向节式、无轴承式和风机导管式。轻型直升机常用的双桨叶尾桨是跷跷板。有两个以上叶片的尾旋翼铰链较多,其结构与铰接式旋翼相似,但一般没有垂直铰链。有些直升机使用万向节尾桨。上世纪80年代,一些直升机采用了与无轴承旋翼相似的全复合材料无轴承尾桨。
图为中国智九直升机“管道风扇”尾桨。少数单旋翼直升机在无尾桨的情况下,采用尾翼侧向喷流或其他方式来实现航向稳定和控制功能。自20世纪70年代以来,无轴承尾桨和导管尾桨相继问世。导管尾桨置于机身导管尾梁内。这种尾桨体积小,使用安全,但在悬停和低速飞行时气动效率低。
有人说直升飞机靠螺旋桨提供升力,那螺旋桨的力是不是依靠螺旋桨的轴提起机体的呢?
以下是直升机螺旋桨和发动机如何连接的更清晰图片。
当然,螺旋桨产生的升力首先通过轴传递到变速箱,然后通过变速箱连接到直升机机体。最后,整架直升机就可以升空了。这个过程非常复杂,所以直升机变速箱的设计非常困难。例如,下图是一个相对简单的齿轮传动系统结构,但它足以让大多数人目瞪口呆。毕竟,只有最专业的设计师才会接触到这些东西。
那么变速箱和发动机机体之间的连接就相对简单了。例如,在下图中,红色箭头所示的粗杆是连接变速箱和发动机机体的关键结构。
交叉双旋翼直升机的螺旋桨为何不会相撞?
从图中不难看出,两组转子是向外倾斜的,因此一组转子的总转速扫过另一组转子轴的顶部。为了防止机身旋转,两组转子必须反向旋转。只要一组转子的机翼在另一组转子转轴上方时位于另一组转子的两个机翼之间,且两组转子的转速相同,则当两组转子的机翼交叉时,一组转子的机翼必须在另一组转子的两个机翼之间接触是不可能的。
直升机是如何靠螺旋桨带动几十吨的机身飞行的?
目前,西科斯基公司研制的高速复合材料直升机,采用了另一种方式,即同轴双旋翼加推进螺旋桨结构。这种形式不需要尾桨,可以最大限度地利用发动机功率。
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